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高分辨激光诱导击穿光谱技术用于碳质页岩光谱特征分析
郭红丽 , 林庆宇 , 王帅 , 许涛 , 郭广盟 , 田地 , 段忆翔
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.160509
碳质页岩是一种重要的非常规油气源岩,包含丰富的页岩气储存信息。在地质油气勘探领域,识别物性相近的碳质页岩是地质学的难题之一。为快速准确判别碳质页岩特性,本研究利用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术对碳质页岩的光谱进行特征分析。以1064 nm纳秒脉冲激光作为激发光源,采用高分辨中阶梯光栅光谱仪配合ICCD搭建高分辨光学系统,利用LIBS装置分析四川盆地某井2396-3428 m不同深度处的5个典型碳质页岩样品,共获取碳质页岩中主量元素Si,Al,Fe,Ca,Mg,K和微量元素Cu,Cr,Ni,Sr,Mn,Ti,Rb等22种元素的350条发射谱线。基于高分辨LIBS系统采集的丰富谱线信息,采用主成分分析(PCA)法提取光谱贡献率最大的主成分得分二维图,识别不同类别碳质页岩样品,实现定性分析。结果表明,高分辨LIBS实验装置不仅可用于碳质页岩主量元素Si,Al,Fe,Ca,Mg,K等谱线分析,同时对微量元素如Ni,Cr,Mn,Sr等也具有很好的灵敏性。此外,LIBS技术与主成分分析(PCA)法结合可以更好地用于碳质页岩定性分析领域,提供科学的碳质页岩岩性判断数据和快速的分类手段,为页岩气开采和评估提供强有力的工具。
关键词: 激光诱导击穿光谱, 高分辨光谱, 碳质页岩, 主成分分析
激光诱导击穿光谱:从实验平台到现场仪器
林庆宇 , 段忆翔
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.170324
激光诱导击穿光谱(Laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS)技术利用激光实现对分析样品的快速原位剥蚀和光谱激发,是一种具有广阔应用前景的分析手段,尤其是在现场、原位分析中优势明显,快速原位的分析特点符合未来分析仪器的发展方向。近年来基于该技术开展各类仪器研发的相关工作,引起广大研究者的极大关注。本文综述了激光诱导击穿光谱仪器中关键部件的组成及发展,从便携式、手持式及远程系统三个方面综述了各类现场应用仪器的研发进展,并对未来发展方向进行了展望。
关键词: 激光诱导击穿光谱, 仪器, 评述